Hỡnh 3 .7 Đồ thị đƣờng mức nhỏm bề mặt phụ thuộc Ton và T0ff khi U=45v
Hỡnh 3.15 thị tối ƣu húa theo đồng thời chỉ tiờu nhỏm bề mặt và thời gian
Đó tối ƣu húa đa mục tiờu tỡm ra trị số cỏc thụng số (Ton, Toff, U) khi gia cụng để đạt độ nhỏm Ra = (2.5ữ2.9) m và đảm bảo đạt đƣợc năng suất V = (17ữ21)(mm2/phỳt) thỡ bộ thụng số tối ƣu với 2 mục tiờu trờn là :
Ton = 1s; Toff = 15s; U= 50 v. Với độ tin cậy 57,3%
Bộ thụng số tối ƣu giữa độ nhỏm với năng suất đƣợc thớ nghiệm, tỡm ra nhƣ sau:
KẾT LUẬN CHƢƠNG III
Trong chƣơng này tỏc giả đó tập trung vào nghiờn cứu ảnh hƣởng hƣởng của cỏc thụng số về điện đến độ nhỏm bề mặt, độ chớnh xỏc gia cụng và năng suất cắt. Tất cả cỏc thớ nghiệm thực hiện trong điều kiện sản xuất thực tế tại trƣờng Đại học Kỹ thuật Cụng nghiệp – Đại học Thỏi Nguyờn. Thu đƣợc kết quả nhƣ sau:
♦ Ta đó tiến hành cỏc thớ nghiệm sàng lọc để tỡm ra bộ thụng cú ảnh hƣởng lớn nhất đến sản phẩm chất lƣợng đầu ra.
♦ Đó tiến hành thực nghiệm thành cụng và thu đƣợc kết quả đảm bảo độ tin cậy. ♦ Đó ứng dụng kỹ thuật thiết kế và phõn tớch thớ nghiệm RSM cho bài toỏn tỡm cỏc thụng số tối ƣu. Sử dụng RSM cho phộp tiến hành số thớ nghiệm ớt hơn; thu đƣợc kết quả nhanh và chớnh xỏc hơn, cú khả năng tựy biến cao hơn.
♦ Đó xõy dựng đƣợc mối quan hệ giữa cỏc thụng số cụng nghệ (Ton, Toff, U) đến độ nhỏm bề mặt và năng suất gia cụng, sai số gia cụng khi gia cụng hợp kim cứng BK8 trờn mỏy cắt dõy và cụ thể nhƣ sau:
Ra = -2.57554 + 11.8264Ton – 0.03525Toff - 0.05525U – 3.57714T2on. (μm) V= - 38.1627 + 45.734Ton - 0.380500Toff - 0.558750U – 38.4607T2on . phỳt mm2 δ = 0.03800 + 0.00663Ton – 0.0025Toff - 0.00388U – 0.01187T2on. (mm)
♦Đó tỡm ra đƣợc cỏc trị số (Ton, Toff, U) khi gia cụng muốn đạt đƣợc sai số biờn dạng là nhỏ nhất với δ = 0.015 mm = 15μm ta chọn Ton = 1 μs; T0ff = 20 μs; U=45v
♦ Đó tối ƣu húa đa mục tiờu tỡm ra trị số cỏc thụng số (Ton, Toff, U) khi gia cụng để đạt độ nhỏm Ra = (2.5ữ2.9) m và đảm bảo đạt đƣợc năng suất
V = 17ữ21) (mm2/phỳt) thỡ bộ thụng số tối ƣu với 2 mục tiờu trờn là : Ton = 1s; Toff = 15s; U= 50v.
PHẦN III
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIấN CỨU TIẾP THEO
Ngày nay sự cạnh tranh ngày càng gay gắt đũi hỏi phải tối ƣu cỏc cụng đoạn trong dõy chuyền sản xuất nhƣ độ chớnh xỏc, độ bền, năng suất, tớnh kinh tế, chất lƣợng gia cụng… Điều này càng cú ý nghĩa thiết thực khi gia cụng cỏc vật liệu quý hiếm, cỏc vật liệu khú gia cụng bằng cỏc phƣơng phỏp thụng thƣờng. Tuy nhiờn, cỏc thiết bị gia cụng ngày càng phức tạp và nú đũi hỏi phải cú một chế độ tối ƣu húa để gia cụng nhằm mục đớch nõng cao hiệu quả và hạ giỏ thành sản phẩm. Với mục đớch đú em đó tập trung đi sõu nghiờn cứu bản chất của quỏ trỡnh gia cụng tia lửa điện, mụ tả và đỏnh giỏ ảnh hƣởng của cỏc thụng số cụng nghệ đến năng suất và chất lƣợng trong gia cụng bằng dõy cắt tia lửa điện.
Hợp kim cứng BK8 là loại hợp kim hiện đang đƣợc sử dụng rộng rói làm dao cắt, khuụn kộo sợi, khuụn dập và chi tiết mỏy….Việc gia cụng chỳng bằng cụng nghệ cắt gọt thụng thƣờng (Tiện; Phay; Mài v.v ) là vụ cựng khú khăn, đụi khi khụng thể gia cụng đƣợc. Thực tế này đũi hỏi cần phải phỏt triển cỏc cụng nghệ gia cụng mới để gia cụng những vật liệu đú. Khi gia cụng bằng dõy cắt tia lửa điện, do tớnh dẫn điện của hợp kim cứng BK8 là rất thấp làm cho năng suất và chất lƣợng gia cụng thay đổi. Vỡ vậy cần phải nghiờn cứu tỡm ra cỏc cỏc trị số của cỏc thụng số cụng nghệ tối ƣu để đảm bảo năng suất và chất lƣợng (độ nhỏm bề mặt) khi gia cụng dao phay đĩa xớch gắn mảnh hợp kim cứng BK8 trờn mỏy căt dõy tia lửa điện. Kết quả cụ thể là:
1. Đó xõy dựng một cỏch cú hệ thống cỏc tham số cụng nghệ đơn cũng nhƣ kết hợp cỏc yếu tố cụng nghệ khỏc nhau ảnh hƣởng đến độ nhỏm bề mặt và năng suất gia cụng. Tỏc giả đó đƣa ra cỏc kết luận về ảnh hƣởng của cỏc thụng số cụng nghệ đến nhỏm bề mặt và năng suất cắt, điều đú là cơ sở để lựa chọn chế độ gia cụng tối ƣu nhằm nõng cao hiệu quả của quỏ trỡnh gia cụng. Cụ thể là:
- Điện ỏp đỏnh lửa U: là yếu tố ảnh hƣởng lớn đến năng suất và chất lƣợng bề mặt gia cụng. Điều này hoàn toàn phự hợp với cỏc nghiờn cứu về gia cụng bằng dõy cắt tia lửa điện.
- Khoảng cỏch xung Toff (off time): Đõy là tham số cú ảnh hƣởng khụng nhỏ đến năng suất, chất lƣợng bề mặt cũng nhƣ độ chớnh xỏc kớch thƣớc. Khi khoảng
cỏch xung càng lớn thỡ lƣợng hớt vật liệu phụi càng nhỏ và ngƣợc lại. Tuy nhiờn, nếu khoảng cỏch xung phải đủ lớn để dung dịch chất điện mụi cú đủ thời gian thụi ion húa và dũng chảy điện mụi cú đủ thời gian vận chuyển hết phoi ra khỏi vựng gia cụng cũng nhƣ làm nguội bề mặt gia cụng.
- Độ kộo dài xung Ton (on time): thời gian kộo dài xung cũng ảnh hƣởng lớn đến năng suất và chất lƣợng bề mặt gia cụng. Lƣợng hớt vật liệu tăng lờn khi độ kộo dài xung tăng, nhƣng đến một mức độ nào đú rồi sẽ giảm cho dự độ kộo dài xung vẫn tăng và kộo theo nú nhỏm bề mặt sẽ tăng lờn.
2. Xõy dựng thành cụng mụ hỡnh toỏn học về mối quan hệ giữa độ nhỏm bề mặt và năng suất gia cụng, sai số gia cụng với cỏc thụng số cụng nghệ nhƣ điện ỏp đỏnh lửa U, độ kộo dài xung Ton, khoảng cỏch xung Toff khi gia cụng hợp kim cứng BK8 và cụ thể nhƣ sau.
Ra = -2.57554 + 11.8264Ton – 0.03525Toff - 0.05525U – 3.57714T2on. (μm)
V= - 38.1627 + 45.734Ton - 0.380500Toff - 0.558750U – 38.4607T2on.mmphỳt
2
δ = 0.03800 + 0.00663Ton – 0.0025Toff - 0.00388U – 0.01187T2on. (mm)
♦Đó tỡm ra đƣợc cỏc trị số tối ƣu(Ton, Toff, U) khi gia cụng để đạt đƣợc sai số biờn dạng là nhỏ nhất với δ=0.015 mm =15μm ta chọn Ton=1μs; T0ff =20μs; U=45v.
3. Tối ƣu húa đa mục tiờu tỡm ra trị số cỏc thụng số (Ton, Toff, U) khi gia cụng để đạt độ nhỏm Ra = (2.5ữ2.9) m và đảm bảo đạt đƣợc năng suất V = (17ữ21)(mm2/phỳt) thỡ bộ thụng số tối ƣu với 2 mục tiờu trờn là :
Ton = 1s; Toff = 15s; U= 50v.
Hƣớng nghiờn cứu tiếp theo: Cần tiếp tục mở rộng nghiờn cứu ảnh hƣởng của cỏc thụng số cụng nghệ khỏc (Ie, Tp…) đặc biệt là cỏc thụng số phi cụng nghệ nhƣ: vật liệu gia cụng, vật liệu điện cực, tốc độ dũng chảy, lực căng dõy… đến năng suất và chất lƣợng bề mặt gia cụng. Cần nghiờn cứu ảnh hƣởng của cỏc thụng số cụng nghệ đến quỏ trỡnh gia cụng khi thực hiện với cỏc vật liệu khỏc.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] PGS, TS. Vũ Hoài Ân (2007), Gia cụng tia lửa điện CNC, NXB Khoa học kỹ thuật.
[2] PGS, TS. Nguyễn Trọng Bỡnh (2003), Tối ƣu hoỏ quỏ trỡnh gia cụng cắt gọt, NXB Giỏo dục.
[3] GS, TSKH. Phan Quốc Khỏnh - TS. Trần Huệ Nƣơng (2003), Quy hoạch tuyến tớnh, NXB Giỏo dục.
[4] Trần Văn Địch (2003), Nghiờn cứu độ chớnh xỏc gia cụng bằng thực nghiệm, NXB khoa học và kỹ thuật.
[5] PGS, TS. Bựi Minh Trớ (2005), Xỏc suất thống kờ và quy hoạch thực nghiệm, NXB Khoa học và kỹ thuật.
[6] B.N. Arzamaxov (2004), Vật liệu học, NXB Giỏo dục.
[7] Trần Văn Địch (2004), Cụng nghệ CNC, NXB Khoa học và kỹ thuật.
[8] Trần Hữu Đà, Nguyễn Văn Hựng, Cao Thanh Long (1998), Cơ sở chất lƣợng của quỏ trỡnh cắt, Trƣờng Đại học KTCN Thỏi Nguyờn.
[9] Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Tuý (2001), Nguyờn lý gia cụng vật liệu, NXB Khoa học kỹ thuật.
[10] Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang, Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm, NXB Nụng nghiệp.
[11] Sỏch tra cứu vật liệu khú gia cụng (1981), NXB Khoa học kỹ thuật.
[12] TS. Trần Hữu Đà, ThS. Nguyễn Thị Hoa (2001), Gia cụng hợp kim cứng bằng tia lửa điện, Trƣờng Đại học KTCN Thỏi Nguyờn.
[13] Nguyễn Hoàng Hải, Nguyễn Việt Anh (2006), Lập trỡnh Matlab và ứng dụng, NXB khoa học kỹ thuật.
[14] Operation Manual – CNC Wire cut EDM – Chmer EDM Ching Hung Mechinery and Electric Industrial Co, Ltd – Taiwan.
[15] PC Pandey- HS Shan (2002), Modern Machining Processes, Tata McGraw- Hill Pulishing Company Limited.
[16] Advanced Machining Processes (2004), McGraw- Hill, Mechanical Engineering Series.
[17] T. Matsuo, E. Oshima, Investigation on the Optimum Carbide Content and Machining Condition for Wire EDM of Zirconia Ceramics, CIRP Annals -
Manufacturing Technology, Volume 41, Issue 1, 1992, Pages 231-234.
[18] Shajan Kuriakose, M.S. Shunmugam, Multi-objective optimization of wire-electro discharge machining process by Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm, Journal of Materials Processing Technology, Volume 170, Issues